Какова теплота, переданная газу, работа, выполненная газом, и прирост внутренней энергии, когда азот массой 20

Для решения этой задачи мы можем использовать первый закон термодинамики, который гласит: изменение внутренней энергии системы равно сумме теплоты, переданной системе, и работы, выполненной системой.

Чтобы найти теплоту, переданную газу, мы можем использовать формулу:

\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T,\]

где Q - теплота, m - масса газа, c - удельная теплоёмкость газа, и \(\Delta T\) - изменение температуры газа.

Для азота мы можем использовать значение удельной теплоёмкости при постоянном давлении - \(c_p = 29.1 \, \text{J/g} \cdot \text{°C}\).

Теперь мы можем найти теплоту, переданную газу:

\[Q = 20 \, \text{г} \cdot 29.1 \, \text{J/g} \cdot \text{°C} \cdot (180 - 20) \, \text{°C} = 20 \times 29.1 \times 160 \, \text{Дж}.\]

Таким образом, теплота, переданная газу, составляет 92800 Дж.

Чтобы найти работу, выполненную газом, мы можем использовать формулу:

\[W = P \cdot \Delta V,\]

где P - постоянное давление газа и \(\Delta V\) - изменение объёма газа.

Поскольку дано постоянное давление, мы можем использовать формулу:

\[W = P \cdot \Delta V = P \cdot m \cdot \frac{{R \cdot \Delta T}}{{M}},\]

где R - универсальная газовая постоянная, а M - молярная масса газа.

Для азота универсальная газовая постоянная \(R = 8.314 \, \text{Дж/(моль} \cdot \text{K)}\) и молярная масса \(M = 28 \, \text{г/моль}\).

Теперь мы можем найти работу, выполненную газом:

\[W = P \cdot m \cdot \frac{{R \cdot \Delta T}}{{M}} = P \cdot 0.02 \, \text{кг} \cdot \frac{{8.314 \, \text{Дж/(моль} \cdot \text{K)}} \cdot (180 - 20) \, \text{°C}}}{{28 \, \text{г/моль}}}.\]

Поскольку у нас нет данных о давлении газа, мы не можем найти точное значение работы. Однако, если у нас есть значение давления, мы можем использовать эту формулу для расчёта работы.

Наконец, чтобы найти прирост внутренней энергии, мы можем использовать первый закон термодинамики:

\[\Delta U = Q - W.\]

Рассчитываем прирост внутренней энергии:

\[\Delta U = 92800 \, \text{Дж} - W.\]